PH TAL, APNJENJE IN DOSTOPNOST HRANIL NA NJIVAH

Doc. Dr. Rok Mihelič Biotehniška fakulteta, Ljubljana [email protected]

Lombergarjevi dnevi, 2. poljedelski posvet Pivola, 5. december 2012

VSEBINA PREDSTAVITVE

•

Pomen apnjenja njivskih tal;

•

Pomen apnenca v primerjavi z drugimi sredstvi za apnjenje;

•

Ekonomičnost apnjenja

Alkalnost (bazičnost) ali kislost tal glede na pH vrednost

alkalna (bazična) nevtralna zmerno kisla izrecno kisla močno kisla > 7,2 6,8 - 7,2 5,6 - 6,7 4,5 - 5,5 < 4,5

VZROKI POSLABŠANJA RASTI NA POLJIH

(REZULTATI VEČLETNIH POLJSKIH POSKUSOV IZ VZHODNE NEMČIJE; W. ZORN TLL JENA)

Vzrok

Zakisanje tal Pomanjkanje N Pomanjkanje P Pomanjkanje Mg Pomanjkanje K Pomanjkanje Mo Pomanjkanje Cu, B, Mn in Zn

Pogostost v %

44 14 13 11 9 5 4

VIRI STALNEGA ZAKISOVANJA TAL:

KISEL DEŽ, IZPIRANJE Ca IN Mg IZ TAL, GNOJENJE, ODVZEM S PRIDELKI

• • • Pri razkroju organskih ostankov v tleh se tvorijo organske in anorganske kisline; Z rastlinskimi pridelki iz tal odvzamemo poglavitna bazična kationa, Ca in Mg;

Kisle padavine

Produkti izgorevanja fosilnih goriv iz toplarn, termoelektrarn, druge industrije in prometa se vračajo na površino tal v obliki kislih padavin kot dušikova in žveplena kislina.

• •

Izpiranje

Ca in Mg se iz tal izpirata pogosto v povezavi z izpiranjem nitrata (NO 3 ).

Gnojila z amonijskim dušikom

Amonij vsebujoča gnojila zakisujejo tla, ker se pri nitrifikaciji amonija sproščajo klisli vodikovi protoni (NH 4 ). Potrebujemo do 7 kg CaCO 3 za vsak kg nitrificiranega amonijskega dušika.

V dolgoletnih poljskih poskusih so ugotovili, da v tleh nastajajočih kislin potrebujemo celo letno .

za sprotno nevtralizacijo 1000 kg apnenca - CaCO 3 /ha

Tvorba dušikovih in žveplovih oksidov pri izgorevanju fosilnih goriv

V SREDNJI EVROPI SE IZ TAL IZPIRAJO BAZE, ZATO PRIDE PO NARAVNI POTI DO ZAKISANJA TAL, ČE NE APNIMO.

(C. WELP, ISTITUT FÜR BODENKUNDE, UNI BONN, 2002) Območje Al hranil toksičnosti in pomanjkanja

STANJE pH TAL V SLOVENIJI

60 50 40

Kislost tal (pH v KCl)

Pomurje (njive-vse- podatki KGZ MS) MS (njive-poljščine - podatki KIS) Slovenija (njive-poljščine-podatki KIS) 30 20 10 0 močn kisla tla pH < 4,5 izrecno kisla tla pH 4,5 - 5,5 zmerno kisla tla pH 5,6 -6,5 nevtralna tla pH 6,6 - 7,2 bazična (alkalna) tla pH > 7,2 Avtor: Zita Flisar-Novak, 2011

ČE SE PH OCEANA ZMANJŠA LE ZA 0,1 ENOTE, SE ŽE RAZTOPI OKLEP POLŽKOV IZ KALCIJEVEGA KARBONATA (1)

(VIR: NATIONAL GEOGRAFIC SLOVENIJA, ŠT. 5, 2011)

45. DAN POLŽKOV OKLEP IZGINE ( VIR: NATIONAL GEOGRAFIC SLOVENIJA, ŠT. 5, 2011) Tla imajo veliko sposobnost izravnave (puferno sposobnost), zato se ne zakisajo tako hitro kot voda. Vendar, ko se enkrat ravnotežje poruši, ponovno vzpostaviti.

ga je težje

Talna voda Talni delci obdani z vodnim filmom Koreninski lasek Rastlini dostopna voda Talni delec Zrak v porah Koreninski lasek Izmenjava kationov v tleh

VPLIV pH TAL NA LASTNOSTI TAL, MIKROBNO AKTIVNOST IN DOSTOPNOST HRANIL

S KATERIMI SREDSTVI LAHKO NEVTRALIZIRAMO KISLOST TAL?

ODGOVOR: Z BAZAMI ALI S SOLMI, KI DELUJEJO BAZIČNO • • • •

CaCO 3 CaMg(CO 3 ) 2 CaO Ca(OH) 2 (apnenec) (dolomit) (apno oz. žgano apno) (gašeno oz. hidratizirano apno) Apno

in

gašeno apno

delujeta hitro, vendar sta zelo agresivna za žive organizme v tleh (deževnike, korenine rastlin), zato ju smemo odmerjati le malo naenkrat (

od 1 t CaO/ha na lahkih do največ 3 t CaO/ha na težkih tleh

) in še to najbolje pozno jeseni ali pozimi, ko organizmi v tleh niso aktivni.

Apnenec in dolomit

nista agresivna; pH talne raztopine se po vnosu apnenca v tla poveča le nekoliko nad nevtralno vrednostjo, četudi damo zelo velike odmerke.

Dolomit

ima tršo kristalično strukturo kot apnenec, zato se počasneje raztaplja v tleh lahko nakopiči preveč dostopnega Mg   mora biti fino mlet. Ni priporočljivo odmerjati več kot 2 - 4 t/ha dolomita v obdobju 2 - 4 let, ker se anatagonizem s Ca in K ter disperzija talnih koloidov in poslabšanje strukture tal! 

Sadra

(CaSO 4 x2H 2 O)

deluje nevtralno

, ker je sol enakovredno močnih baze, Ca(OH) 2 in kisline, H 2 SO 4

POMEMBNE MERITVE APNENEGA MATERIALA

• Kemijska oblika: karbonat, hidroksid, oksid • Nevtralizacijska vrednost: količina CaCO 3 , ki ima enako nevtralizacijsko vrednost kot 100 kg apnenega materiala: CaCO 3 = 100; CaO = 178; Ca(OH) 2 = 132 • Reaktivnost: časovna odvisnost delovanja apna pri definiranih razmerah • Specifična površina delčkov (povezano s trdoto: bolj ko je trd apnenec, manjša je specifična površina)

NEVTRALIZACIJA KISLOSTI TAL

Apnenec deluje postopno: 1.

CaCO 3 + H +  Ca 2+ + HCO 3 2.

HCO 3 + H +  H 2 O + CO 2 Apno deluje hitro: CaO + 2H +  Ca 2+ + H 2 O

H + Talni koloid + CaCO 3 H + Talni koloid-Ca ++ + H 2 O + CO 2

Bolj ko so delci drobni, hitrejše je delovanje apnenca.

Predvsem mladi, mehki apnenci so bolj primerni za apnjenje, ker so bolj topni ter sorazmerno hitro preperevajo.

Tak je npr. litavski apnenec iz Zagorja (apnenec IGM), ki je zelo krhek, dobro vodotopen in visoko hidroskopičen.

MIKROSKOPSKI SLIKI ZRNCA APNENCA TRD MEHEK (VIDNA VEČJA SPECIFIČNA POVRŠINA)

Sredstvo za razkisanje tal

Kemijsko čisti, „laboratorijski“ apnenec (fini prah mikronska frakcija) Apnenec IGM („mladi - mehki“ apnenec; 0 – 8 mm) Apnenec SIA („trdi“ apnenec; 0 – 8 mm) Čisti apnenčasti prah (mikro delci) Siva žlindra (1 – 4 mm) Lesni pepel Apnenčaste alge (granulirane; sferične granule; premer 2 mm)

Reaktivnost v primerjavi s čistim apnencem

1 0,79 0,41 0,98 0,33 0,57 0,13

MEHKI NARAVNI APNENEC JE IDEALNO SREDSTVO ZA MELIORACIJO KISLIH TAL

• • • • • Ni agresiven; Deluje postopno; Njegov učinek traja dalj časa; Prijazen za kmeta: lahko se skladišči na robovih njiv, se ne praši...; Cenovno je zelo ugoden. Pomembna razlika od apna:

apnenec lahko brez škode za rastline in okolje damo v tla v zelo velikih odmerkih

tipa tal).

– tudi bistveno več kot 10 ton/ha (odvisno od

DOLOČITEV ODMERKOV ZA APNJENJE

ČIM LAŽJA SO TLA IN ČIM VEČ HUMUSA VSEBUJEJO, TEM NIŽJA JE OPTIMALNA pH VREDNOST.

• Odmerki se določijo na podlagi pH tal, vsebnosti humusa ter glede na vrsto tal (teksturo). • Apnjenje se razlikuje tudi glede kulture (travnik ali njiva). • Na travinju je optimalna pH vrednost za 0,5 do 1 pH enote manjša kot na njivah. • Lažja tla se apni vsake 3 - 4 leta, težka pa na 4 - 6 let. • Apneno sredstvo je priporočljivo zadelati v tla.

pH 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 ≥6,5 pH 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 ≥6,5 pH 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,4 - 7,2 ≥ 7,2 t/ha CaO 7,7 5,7 3,8 1,9 1,0 0,0

ODMERKI ZA APNJENJE

(MERITVE PH V KLORIDU)

njive do 4% humusa

t/ha apnenca 19,3 14,3 9,5 4,8 2,5 0,0 pH 4,0 4,5 5,0 5,5 ≥6,0

njive s 4,1% do 8% humusa lahka tla

t/ha CaO t/ha apnenca 7,0 4,6 2,4 1,0 0,0 17,5 11,5 6,0 2,5 0,0 pH 4,0 4,5 5,0 5,2 - 5,7 ≥ 5,8

travinje

t/ha CaO 4,0 2,2 1,0 0,5 0,0 t/ha CaO 11,7 11,1 8,8 5,9 3,0 1,7 0,0 t/ha apnenca 29,3 27,8 22,0 14,8 7,5 4,3 0,0 pH 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 > 6,5

srednje težka tla

t/ha CaO 11,5 9,5 6,2 2,9 1,5 0,0 t/ha apnenca 28,8 23,8 15,5 7,3 3,8 0,0 pH 4,0 4,5 5,0 5,5 5,6 - 6,3 > 6,3 t/ha CaO 5,7 4,6 2,7 0,8 0,7 0,0 t/ha CaO 16,0 15,0 12,1 8,2 4,4 2,0 0,0 t/ha apnenca 40,0 37,5 30,3 20,5 11,0 5,0 0,0 pH 4,0 4,5 5,0 5,5 5,9 - 6,7 ≥ 6,8

težka tla

t/ha CaO 13,7 11,5 7,8 4,1 1,8 0,0 t/ha apnenca 34,3 28,8 19,5 10,3 4,5 0,0 pH 4,0 4,5 5,0 5,5 5,7 - 6,5 > 6,5 t/ha CaO 6,8 5,5 3,4 1,3 0,8 0,0 t/ha apnenca 10,0 5,5 2,5 1,3 0,0 t/ha apnenca 14,3 11,5 6,8 2,0 1,8 0,0 t/ha apnenca 17,0 13,8 8,5 3,3 2,0 0,0

Pomen apnjenja za tla

Strukturo tal, dostopnost vode v tleh, izmenjavo plinov; je vir Ca in Mg; poveča dostopnost N, P, K, Mo…; kakovost humusa...

IZBOLJŠA Življenje talnih organizmov in mineralizacijo organske snovi SPODBUJA APNJENJE ODSTRANI Presežek organskih kislin; kopičenje toksičnih Al in Fe spojin ZMANJŠA Dostopnost težkih kovin

Medsebojno povezovanje koloidnih delcev tal s kationskim mostom tvorba obstojnih strukturnih agregatov tal

Z APNJENJEM IZBOLJŠAMO STRUKTURO TAL IN OLAJŠAMO OBDELAVO

ODZIVNOST POMEMBNIH POLJŠČIN NA pH VREDNOST TAL

Velike potrebe

• Ječmen • Sladkorna in krmna pesa • Lucerna, črna detelja • Koruza • Oljna ogrščica • Gorčica (senf) • Fižol • Bela lupina • Oz. pšenica

Potrebe po apnjenju Male potrebe

• Krompir • Rž • Oves • Rumena lupina • lan    Pri velikem deležu krompirja, rži ali ovsa v kolobarju lahko gospodarimo pri nižjem pH tal; ječmen, pšenica, hmelj in ogrščica potrebujejo več apnenca. Posebej veliko apnenca potrebujejo nekatere metuljnice (fižol, grah, lucerna, večina detelj).

Vpliv vrste na spremembo pH tal med rastjo (črna detelja : trpežna ljulka)

pH

Črna detelja

Število košenj

Trpežna ljulka

POVEČANI PRIDELKI LUCERNE ZARADI APNJENJA

brez apnjenja apnjeno 8 5 4 7 6 1 0 3 2 5,9 5,7 5,5

pH tal

5,3 5,1 4,9

V OPTIMALNEM PH OBMOČJU JE DOSTOPNOST HRANIL IZRAZITO VEČJA

Relativna učinkovitost fosforja glede na pH tal

120% 100% 80% 60% 40% 20% 0%

34% 75% 100%

5,0 6,0

pH

6,5

KORUZA IN JEČMEN STA OBČUTLJIVA NA KISLA TLA Nekroze na ječmenu zaradi zakisanja tal in posledičnega presežka mangana

POVEČANJE PRIDELKA JAREGA JEČMENA V ODVISNOSTI OD pH TAL pH tal

POLJSKI POSKUS Z APNENCEM V MOŠKANJCIH (KMETIJA MAJERIČ); OLJNA OGRŠČICA 2008/09 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 kontrola pridelek pH 10 t/ha apnenca

Obravnavanje

60 t/ha apnenca 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0

POLJSKI POSKUS Z APNENCEM V MOŠKANJCIH (KMETIJA MAJERIČ)

leto 2011

160 140 120 100 80 60 40 20 0 kontr sadra Obravnavanje apnenec

OKVIRNE CENE NEKATERIH APNENIH MATERIALOV NA SLOVENSKEM TRGU

Apneni material Maloprodajna cena Apnenčeva moka Hidratizirano apno Fino mleti apnenec (agroapno) 54 145 141 € € € /t /t /t Naravni apnenec IGM 36 € /t (vključena prevoz + trošenje) Tipičen pripravek iz apnenčastih alg 840 € /t Preračunana vsebnost kalcijevega karbonata (97% CaCO 3 ) (132% CaCO 3 ) (98% CaCO 3 ) (92% CaCO (91% CaCO 3 3 ) )

Relativna cena ( € /kg CaCO 3 ) 0,06 0,11 0,14 0,04 0,92

APNJENJE KOT DOLGOROČNA INVESTICIJA

1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Meliorativno apnjenje Vzdrževalno apnjenje kisla tal brez apnjenja kisla tal + apnjenje tla z optimalnim pH Modelni primer:  pridelek zrnja pšenice na kislih tleh: 4 t/ha;   na optimalnih tleh: 6 t/ha Cena zrnja = 200 € /t Investicija za apnjenje: 1. leto 10 t/ha apnenca = 360 € ; 6. leto 5 t/ha apnenca za vzdrževanje = 180 € .

Dodaten prihodek v 10 letih na tleh z apnjenjem je 3200 € minus 540 € (stroški za apnjenje) = 2660 €/ha dobička .

ZAKLJUČEK

• Apnjenje, po možnosti s kakovostnim mehkim naravnim apnencem, ki ga ima Slovenija v izobilju, bi izboljšalo rodovitnost tal ter obenem povečalo in izboljšalo pridelke, ki bi bili bolj odporni na škodljivce in sušo. • Apnjenje je učinkovit ukrep za izboljšanje ekonomičnosti kmetijske pridelave:  Večje pridelke ter s tem bolj rentabilno proizvodnjo in boljšo kakovost tal oz. celotnega agroekosistema bi ohranjali z rednim vzdrževalnim apnjenjem na vsake 4 do 6 let z majhnimi stroški (strošek 20 do 70 €/ha letno).

ZA USPEŠNO TROŠENJE APNENCA POTREBUJEMO USTREZEN TROSILEC

Velika nasipnica Široka kolesa Čvrsto podvozje Pomično podajalno dno Količina trošenja enakomerna, ne glede na hitrost vožnje Izmetni krožniki za enakomeren raztros